Сотни тысяч физических опытов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Сложно отобрать несколько «самых-самых».Среди физиков США и Западной Европы был проведен опрос. Исследователи Роберт Криз и Стони Бук просили их назвать наиболее красивые за всю историю физические эксперименты. Об опытах, вошедших в первую десятку по итогам выборочного опроса Криза и Бука, рассказал научный работник Лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий, кандидат физико-математических наук Игорь Сокальский.
1. Эксперимент Эратосфена Киренского
Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским. Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет около 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров. Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами, сообщает сайт «Химия и жизнь».
2. Эксперимент Галилео Галилея
В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это. Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту.
Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения. Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова.
Результаты, полученные Галилеем, - следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.
3. Другой эксперимент Галилео Галилея
Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится. Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.
4. Эксперимент Генри Кавендиша
После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=γ (mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной γ - Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала. Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо.
Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы - коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы. Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла. В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.
5. Эксперимент Жана Бернара Фуко
Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.
6. Эксперимент Исаака Ньютона
В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой - экран. На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей - от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света.
Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.
Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный - при наименьшем. Ньютон же проделал дополнительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных
количество света не меняет вида цвета». Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного.
Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.
7. Эксперимент Томаса Юнга
До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц - корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной.
Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.
8. Эксперимент Клауса Йонссона
Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.
9. Эксперимент Роберта Милликена
Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М.Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу - носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально. В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи - это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны.
Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента. Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х 10-10 электростатических единиц.
10. Эксперимент Эрнста Резерфорда
К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало. Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 108 см с плавающими внутри отрицательными электронами.
В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома - массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.
Современные физические эксперименты значительно сложнее экспериментов прошлого. В одних приборы размещают на площадях в десятки тысяч квадратных километров, в других заполняют объем порядка кубического километра. А третьи вообще скоро будут проводить на других планетах.
Мы предлагаем вашему вниманию 10 потрясающих фокусов-опытов, или научных шоу, которые можно сделать своими руками в домашних условиях.
На дне рождения ребенка, на выходных или на каникулах проведите время с пользой и станьте центром внимания множества глаз! 🙂
В подготовке поста нам помог опытный организатор научных шоу - профессор Николя . Он объяснил принципы, которые заложены в том или ином фокусе.
1 - Лавовая лампа
1. Наверняка многие из вас видели лампу, у которой внутри жидкость, имитирующая горячую лаву. Выглядит волшебно.
2. В подсолнечное масло наливается вода и добавляется пищевой краситель (красный или синий).
3. После этого добавляем в сосуд шипучего аспирина и наблюдаем поразительный эффект.
4. В ходе реакции подкрашенная вода поднимается и опускается по маслу, не смешиваясь с ним. А если выключить свет и включить фонарик - начнется «настоящая магия».
: «Вода и масло имеют разную плотность, к тому же обладают свойством не смешиваться, как бы мы ни трясли бутылку. Когда мы добавляем внутрь бутылки шипучие таблетки, они, растворяясь в воде, начинают выделять углекислый газ и приводят жидкость в движение».
Хотите устроить настоящее научное шоу? Больше опытов можно найти в книге .
2 - Опыт с газировкой
5. Наверняка дома или в соседнем магазине для праздника найдется несколько банок с газировкой. Прежде чем выпить их, задайте ребятам вопрос: «Что будет, если погрузить банки с газировкой в воду?»
Утонут? Будут плавать? Зависит от газировки.
Предложите детям заранее угадать, что произойдет с той или иной банкой и проведите опыт.
6. Берем банки и аккуратно опускаем в воду.
7. Оказывается, несмотря на одинаковый объем, они имеют разный вес. Именно поэтому одни банки тонут, а другие нет.
Комментарий профессора Николя
: «Все наши банки имеют одинаковый объем, но вот масса у каждой банки различная, а это значит, что и плотность отличается. Что такое плотность? Это значение массы, поделенное на объем. Так как объем у всех банок одинаковый, то плотность будет выше у той из них, чья масса больше.
Будет ли банка плавать в контейнере или же утонет, зависит от отношения ее плотности к плотности воды. Если плотность банки меньше, то она будет находиться на поверхности, в противном случае банка пойдет ко дну.
Но за счет чего банка с обычной колой плотнее (тяжелее), чем банка с диетическим напитком?
Всё дело в сахаре! В отличие от обычной колы, где в качестве подсластителя используется сахарный песок, в диетическую добавляют специальный сахарозаменитель, который весит намного меньше. Так сколько же сахара в обычной банке с газировкой? Разница в массе между обычной газировкой и ее диетическим аналогом даст нам ответ!»
3 - Крышка из бумаги
Задайте присутствующим вопрос: «Что будет, если перевернуть стакан с водой?» Конечно, она выльется! А если прижать бумагу к стакану и перевернуть его? Бумага упадет и вода все равно прольется на пол? Давайте проверим.
10. Аккуратно вырезаем бумагу.
11. Кладем сверху на стакан.
12. И аккуратно переворачиваем стакан. Бумага прилипла к стакану, как намагниченная, и вода не выливается. Чудеса!
Комментарий профессора Николя : «Хоть это и не так очевидно, но на самом деле мы находимся в самом настоящем океане, только в этом океане не вода, а воздух, который давит на все предметы, в том числе и на нас с вами, просто мы уже так привыкли к этому давлению, что совсем его не замечаем. Когда мы накрываем стакан с водой листком бумаги и переворачиваем, то на лист с одной стороны давит вода, а с другой стороны (с самого низу) - воздух! Давление воздуха оказалось больше давления воды в стакане, вот листок и не падает».
4 - Мыльный вулкан
Как устроить дома извержение маленького вулкана?
14. Вам понадобится сода, уксус, немного моющей химии для посуды и картон.
16. Разводим уксус в воде, добавляем моющей жидкости и подкрашиваем все йодом.
17. Оборачиваем все темным картоном - это будет «тело» вулкана. Щепотка соды падает в стакан, и вулкан начинает извергаться.
Комментарий профессора Николя : «В результате взаимодействия уксуса с содой возникает настоящая химическая реакция с выделением углекислого газа. А жидкое мыло и краситель, взаимодействуя с углекислым газом, образуют цветную мыльную пену - вот и извержение».
5 - Насос из свечи
Может ли свечка изменить законы гравитации и поднять воду вверх?
19. Ставим свечку на блюдце и зажигаем ее.
20. Наливаем подкрашенную воду на блюдце.
21. Накрываем свечу стаканом. Через некоторое время вода втянется внутрь стакана вопреки законам гравитации.
Комментарий профессора Николя : «Что делает насос? Меняет давление: увеличивает (тогда вода или воздух начинают «убегать») или, наоборот, уменьшает (тогда газ или жидкость начинают «прибывать»). Когда мы накрыли горящую свечу стаканом, свеча потухла, воздух внутри стакана остыл, и поэтому давление уменьшилось, вот вода из миски и стала всасываться внутрь».
Игры и опыты с водой и огнем есть в книге «Эксперименты профессора Николя» .
6 - Вода в решете
Продолжаем изучать магические свойства воды и окружающих предметов. Попросите кого-то из присутствующих натянуть бинт и полейте через него воду. Как мы видим - она без всякого труда проходит через отверстия в бинте.
Поспорьте с окружающими, что сможете сделать так, что вода не будет проходить через бинт без всяких дополнительных приемов.
22. Отрежьте кусок бинта.
23. Оберните бинтом стакан или бокал для шампанского.
24. Переворачивайте бокал - вода не выливается!
Комментарий профессора Николя : «Благодаря такому свойству воды, как поверхностное натяжение, молекулы воды хотят все время находиться вместе и их не так просто разлучить (вот такие они замечательные подружки!). И если размер отверстий небольшой (как в нашем случае), то пленка не рвется даже под тяжестью воды!»
7 - Водолазный колокол
И чтобы закрепить за вами почетное звание Мага Воды и Повелителя Стихий, пообещайте, что сможете доставить бумагу на дно любого океана (или ванны или даже тазика), не замочив ее.
25. Пусть присутствующие напишут свои имена на листе бумаги.
26. Сворачиваем листок, убираем его в стакан, чтобы он упирался в его стенки и не скользил вниз. Погружаем листок в перевернутом стакане на дно резервуара.
27. Бумага остается сухой - вода не может до нее добраться! После того как вытащите листок - дайте зрителям удостовериться, что он действительно сухой.
БОУ «Косковская СШ»
Кичменгско-Городецкого муниципального района
Вологодской области
«Физический эксперимент в домашних условиях»
Выполнили:
ученики 7 класса
Коптяев Артем
Алексеевская Ксения
Алексеевская Таня
Руководитель:
Коровкин И.Н.
Март-апрель-2016 год.
Содержание
Введение
В жизни нет ничего лучше собственного опыта.
Скотт В.
В школе и дома мы познакомились со множеством физических явлений и нам захотелось изготовить самодельные приборы, оборудование и провести опыты. Все проводимые нами опыты позволяют глубже познать окружающий мир и в частности физику. Мы описываем процесс изготовления оборудования для эксперимента, принцип работы и физический закон или явление демонстрируемое данным прибором. Проводимые эксперименты заинтересовали учащихся из других классов.
Цель: изготовить прибор из имеющихся подручных средств для демонстрации физического явления и с его помощью рассказать о физическом явлении.
Гипотеза: изготовленные приборы, демонстрации помогут познать физику глубже.
Задачи:
Изучить литературу по проведению опытов своими руками.
Просмотреть видео по демонстрации опытов
Изготовить оборудование для опытов
Провести демонстрацию
Рассказать о демонстрируемом физическом явлении
Улучшить материальную базу кабинета физика.
ОПЫТ 1. Модель фонтана
Цель : показать простейшую модель фонтана.
Оборудование : пластиковая бутылка, трубочки от капельницы, зажим, воздушный шар, кювета.
Готовое изделиеХод проведения опыта:
В пробке проделаем 2 отверстия. Вставим трубочки, к концу одной прикрепим шарик.
Наполним воздухом шарик и закроем зажимом..
Нальем в бутылку воды и поставим ее в кювету.
Пронаблюдаем за струей воды.
Результат: наблюдаем образование фонтана воды.
Анализ: на воду в бутылке действует сжатый воздух, находящийся в шарике. Чем больше воздуха в шарике, тем выше будет фонтан.
ОПЫТ 2. Картезианский водолаз
(Закон Паскаля и Архимедова сила.)
Цель: продемонстрировать закон Паскаля и силу Архимеда.
Оборудование: пластиковая бутылка,
пипетка(сосуд закрытый с одного конца)
Готовое изделиеХод проведения опыта:
Возьмите пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л.
Возьмите маленький сосуд (пипетку)и огрузите ее медной проволокой.
Бутылку заполните водой.
Надавите руками на верхнюю часть бутылки.
Наблюдайте явление.
Результат : наблюдаем погружение пипетки и всплытие при надавливании на пластиковую бутылку..
Анализ : сила сжимет воздух над водой,давление передается воде.
По закону Паскаля давление сжимает воздух в пипетке. В результате Архимедова сила уменьшается. Тело тонет.Прекращаем сжатие. Тело всплывает.
ОПЫТ 3. Закон Паскаля и сообщающиеся сосуды.
Цель: продемонстрировать действие закона Паскаля в гидравлических машинах.
Оборудование: два шприца разного объема и пластиковая трубка от капельницы.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1.Возьмите два шприца разного размера и соедените трубочкой от капельницы.
2.Заполните несжимемой жидкостью (водой или маслом)
3.Надавите на поршень меньшего шприца.Наблюдайте премещение поршня большего шприца.
4.Надавите на поршень больше шприца.Наблюдайте премещение поршня меньшего шприца.
Результат : Фиксируем различие прилагаемых сил.
Анализ : По закону Паскаля давление создаваемое поршнями одинаково.Следовательно: во сколько раз больше поршень во столька раз и больше создаваемая им сила.
ОПЫТ 4.Сухим из воды.
Цель : показать расширение нагретого воздуха и сжатие холодного..
Оборудование : стакан, тарелка с водой, свеча, пробка.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. наливаем воду в тарелку и помещаем на дно монету и на воду поплавок.
2. предлагаем зрителям достать монетку не замочив руку.
3.зажигаем свечку и ставим ее в воду.
4. накрываем прогретым стаканом.
Результат: наблюдаем перемещение воды в стакан..
Анализ: при нагревании воздуха он расширяется. Когда свеча гаснет. Воздух охлаждается, его давление понизится. Атмосферное давление втолкнет воду под стакан.
ОПЫТ 5.Инерция.
Цель : показать проявление инерции.
Оборудование : Бутылка с широким горлышком,картонное кольцо, монеты.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. На горлышко бутылки ставим бумажное кольцо.
2. на кольцо помещаем монетки.
3.резким ударом линейки выбиваем кольцо
Результат: наблюдаем падение монеток в бутылку.
Анализ: инертность это способность тела сохранять свою скорость. При ударе по кольцу монетки не успевают изменить скорость и падают в бутылку.
ОПЫТ 6.Вверх дном.
Цель : Показать поведение жидкости во вращающейся бутылке.
Оборудование : Бутылка с широким горлышком и веревка.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. На горлышко бутылки привязываем веревку.
2. наливаем воду.
3.вращаем бутылку над головой.
Результат: вода не выливается.
Анализ: в верхней точке на воду действует сила тяжести и центробежная сила. Если центробежная сила больше силы тяжести, то вода не выльется.
ОПЫТ 7.Неньютонова жидкость.
Цель : Показать поведение неньютоновой жидкости.
Оборудование : миска.крахмал. вода.
Готовое изделие.
Ход проведения опыта:
1. в миске разводим крахмал и воду в равных пропорциях.
2. демонстрируем необычные свойства жидкости
Результат: субстанция имеет свойства твердого тела и жидкости.
Анализ: при резком воздействии проявляются свойства твердого тела а при медленном-жидкости.
Вывод
В результате работы мы:
провёли опыты, доказывающие существование атмосферного давления;
создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закона Паскаля.
Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:
Мы будем продолжать изучение этой интересной науки
Мы надеемся, что наши одноклассники заинтересуются этой проблемой, а постараемся помочь им.
В дальнейшем мы будем проводить новые эксперименты.
Заключение
Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.
А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.
Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны. Новые исследования впереди!
Литература
Вечера по физике в средней школе/ Сост. Э.М. Браверман. М.: Просвещение, 1969.
Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1983.
Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2000.
Г орев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1985.
Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 1984 г.
Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 1999.
Макеева Г.П., Цедрик М.С. Физические парадоксы и занимательные вопросы. Минск: Народная асвета, 1981.
Никитин Ю.З. Потехе час. М.: Молодая гвардия, 1980.
Опыты в домашней лаборатории // Квант. 1980. №4.
Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 1994.
Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г
Перышкин А.В. Физика. – М.: Дрофа, 2 012
И вместе с ними познавать мир и чудеса физических явлений? Тогда приглашаем в нашу "экспериментальную лабораторию", в которой мы расскажем, как создавать простые, но очень интересные эксперименты для детей.
Эксперименты с яйцом
Яйцо с солью
Яйцо опустится на дно, если Вы поместите его в стакан с обычной водой, но что произойдет, если в воду добавить соль? Результат очень интересен и может наглядно показать интересные факты о плотности.
Вам понадобятся:
- Поваренная соль
- Высокий стакан.
Инструкция:
1. Половину стакана наполняем водой.
2. Добавляем в стакан много соли (около 6 столовых ложек).
3. Мешаем.
4. Осторожно опускаем яйцо в воду и наблюдаем за происходящим.
Объяснение
Соленая вода имеет большую плотность, чем обычная водопроводная. Именно соль поднимает яйцо на поверхность. А если добавлять в уже имеющуюся соленую воду пресную, то яйцо будет постепенно опускаться на дно.
Яйцо в бутылке
Знаете ли Вы, что вареное цельное яйцо можно легко поместить в бутылку?
Вам понадобятся:
- Бутылка с диаметром горлышка меньшим диаметра яйца
- Вареное яйцо вкрутую
- Спички
- Немного бумаги
- Растительное масло.
Инструкция:
1. Смажьте горлышко бутылки растительным маслом.
2. Теперь поджигайте бумагу (можно просто несколько спичек) и сразу кидайте в бутылку.
3. Положите на горлышко яйцо.
Когда огонь погаснет, яйцо окажется внутри бутылки.
Объяснение
Огонь провоцирует нагревание воздуха в бутылке, который выходит наружу. После того, как погаснет огонь, воздух в бутылке начнет охлаждаться и сжиматься. Поэтому в бутылке образуется низкое давление, а наружное давление заталкивает яйцо в бутылку.
Эксперимент с шариком
Этот опыт показывает, как взаимодействуют между собой резина и апельсиновая цедра.
Вам понадобятся:
- Воздушный шарик
- Апельсин.
Инструкция:
1. Надуйте воздушный шарик.
2. Почистите апельсин, но апельсиновую шкурку (цедру) не выбрасывайте.
3. Выжмите апельсиновую цедру над шариком, после чего он лопнет.
Объяснение.
Цедра апельсина содержит вещество лимонен. Он способен растворять резину, что и происходит с шариком.
Эксперимент со свечой
Интересный эксперимент, показывающий возгорание свечи на расстоянии.
Вам понадобятся:
- Обычная свеча
- Спички или зажигалка.
Инструкция:
1. Зажгите свечу.
2. Через несколько секунд потушите ее.
3. Теперь поднесите горящее пламя к дыму, исходящему от свечи. Свеча снова начнет гореть.
Объяснение
Дым, поднимающийся вверх от погасшей свечи, содержит парафин, который быстро загорается. Горящие пары парафина доходят до фитиля, и свеча снова начинает гореть.
Сода с уксусом
Шарик, который сам надувается, это очень интересное зрелище.
Вам понадобятся:
- Бутылка
- Стакан уксуса
- 4 чайных ложки соды
- Воздушный шарик.
Инструкция:
1. Наливаем стакан уксуса в бутылку.
2. Засыпаем соду в шарик.
3. Надеваем шарик на горлышко бутылки.
4. Медленно ставим шарик вертикально, высыпая при этом соду в бутылку с уксусом.
5. Наблюдаем за тем, как надувается шарик.
Объяснение
Если добавлять соду в уксус, то происходит процесс, называемый гашение соды. Во время данного процесса выделяется углекислый газ, который и надувает наш шарик.
Невидимые чернила
Поиграйте со своим ребенком в секретного агента и создайте свои невидимые чернила.
Вам понадобятся:
- Половина лимона
- Ложка
- Миска
- Ватный тампон
- Белая бумага
- Лампа.
Инструкция:
1. Выжмите немного лимонного сока в миску и добавьте столько же воды.
2. Опустите ватный тампон в смесь и напишите что-нибудь на белой бумаге.
3. Подождите, пока сок высохнет, и полностью станет невидимым.
4. Когда вы будете готовы, чтобы прочитать секретное сообщение или показать его кому-то еще, нагрейте бумагу, держа ее близко к лампочке или к огню.
Объяснение
Лимонный сок является органическим веществом, которое окисляется и становится коричневым при нагревании. Разбавленный лимонный сок в воде делает его трудно заметным на бумаге, и никто не будет знать, что там есть лимонный сок, пока он не нагреется.
Другие вещества, которые работают по такому же принципу:
- Апельсиновый сок
- Молоко
- Луковый сок
- Уксус
- Вино.
Как сделать лаву
Вам понадобятся:
- Подсолнечное масло
- Сок или пищевой краситель
- Прозрачный сосуд (можно стакан)
- Какие-либо шипучие таблетки.
Инструкция:
1. Сперва наливаем сок в стакан так, чтобы он заполнил примерно 70% объема тары.
2. Оставшуюся часть стакана заполняем подсолнечным маслом.
3. Теперь ждем, пока сок отделится от подсолнечного масла.
4. Бросаем в стакан таблетку и наблюдаем эффект, похожий на лаву. Когда таблетка растворится, то можно бросить еще одну.
Объяснение
Масло отделяется от воды, так как оно имеет меньшую плотность. Растворяясь в соке, таблетка выделяет углекислый газ, который захватывает части сока и поднимает его наверх. Газ выходит полностью из стакана, когда достигает вершины, при этом частицы сока падают обратно вниз.
Таблетка шипит за счет того, что содержит лимонную кислоту и соду (бикарбонат натрия). Оба эти ингредиента вступают в реакцию с водой с образованием цитрата натрия и газообразного диоксида углерода.
Эксперимент со льдом
На первый взгляд можно подумать, что кубик льда, находясь сверху, в конечном итоге плавится, за счет чего и должен заставить воду разлиться, но так ли это на самом деле?
Вам понадобятся:
- Стакан
- Кубики льда.
Инструкция:
1. Заполните стакан теплой водой до самого края.
2. Осторожно опустите кубики льда.
3. Наблюдайте внимательно за уровнем воды.
По мере таяния льда уровень воды совершенно не меняется.
Объяснение
Когда вода замерзает, превращаясь в лед, она расширяется, увеличивая свой объем (вот почему зимой могут разрываться даже отопительные трубы). Вода из растаявшего льда занимает меньше места, чем сам лед. Поэтому когда кубик льда тает, уровень воды остается примерно такой же.
Как сделать парашют
Узнайте о сопротивлении воздуха, сделав небольшой парашют.
Вам понадобятся:
- Полиэтиленовый пакет или другой легкий материал
- Ножницы
- Маленький груз (возможно, какая-либо фигурка).
Инструкция:
1. Вырезаем большой квадрат из полиэтиленового пакета.
2. Теперь обрезаем края так, чтобы получился восьмиугольник (восемь одинаковых сторон).
3. Теперь привязываем 8 отрезков нитей к каждому углу.
4. Не забудьте сделать небольшое отверстие в середине парашюта.
5. Другие концы нитей привяжите на маленький груз.
6. Используем стул или находим высокую точку, чтобы запустить парашют и проверить, как он летает. Помните, что парашют должен лететь как можно медленнее.
Объяснение
Когда выпускается парашют, груз тянет его вниз, но при помощи строп парашют занимает большую площадь, которая сопротивляется воздуху, за счет чего груз медленно опускается. Чем больше площадь поверхности парашюта, тем больше сопротивляется эта поверхность падению, и тем медленнее будет опускаться парашют.
Небольшое отверстие в середине парашюта позволяет воздуху медленно проходить через него, а не заваливать парашют на одну сторону.
Как сделать торнадо
Узнайте, как сделать торнадо в бутылке с этим веселым научным экспериментом для детей. Использованные в эксперименте предметы легко найти в обиходе. Сделанный домашний мини-торнадо намного безопаснее торнадо, который показывают по телевидению в степях Америки.
Опыт 1 Четыре этажа Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт. Этапы проведения опыта ПОПРОБУЕМ НАЛИТЬ В СТАКАН ЧЕТЫРЕ РАЗНЫХ ЖИДКОСТИ ТАК, ЧТОБЫ ОНИ НЕ СМЕШАЛИСЬ И СТОЯЛИ ОДНА НАД ДРУГОЙ В ПЯТЬ ЭТАЖЕЙ. ВПРОЧЕМ, НАМ УДОБНЕЕ БУДЕТ ВЗЯТЬ НЕ СТАКАН, А УЗКИЙ, РАСШИРЯЮЩИЙСЯ К ВЕРХУ БОКАЛ. 1. НАЛИТЬ НА ДНО БОКАЛА СОЛЁНОЙ ПОДКРАШЕННОЙ ВОДЫ. 2. СВЕРНУТЬ ИЗ БУМАГИ ФУНТИК И ЗАГНУТЬ ЕГО КОНЕЦ ПОД ПРЯМЫМ УГЛОМ; КОНЧИК ЕГО ОТРЕЗАТЬ. ОТВЕРСТИЕ В ФУНТИКЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ВЕЛИЧИНОЙ С БУЛАВОЧНУЮ ГОЛОВКУ. НАЛИТЬ В ЭТОТ РОЖОК КРАСНОГО ВИНА; ТОНКАЯ СТРУЙКА ДОЛЖНА ВЫТЕКАТЬ ИЗ НЕГО ГОРИЗОНТАЛЬНО, РАЗБИВАТЬСЯ О СТЕНКИ БОКАЛА И ПО НЕМУ СТЕКАТЬ НА СОЛЁНУЮ ВОДУ. КОГДА СЛОЙ КРАСНОГО ВИНА ПО ВЫСОТЕ СРАВНЯЕТСЯ С ВЫСОТОЙ СЛОЯ ПОДКРАШЕННОЙ ВОДЫ, ПРЕКРАТИТЬ ЛИТЬ ВИНО. 3. ИЗ ВТОРОГО РОЖКА НАЛЕЙ ТАКИМ ЖЕ ОБРАЗОМ В БОКАЛ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА. 4. ИЗ ТРЕТЬЕГО РОЖКА НАЛИТЬ СЛОЙ КРАШЕННОГО СПИРТА.
Опыт 2 Удивительный подсвечник Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода. Этапы проведения опыта Утяжелить конец свечи гвоздём. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой. Зажечь фитиль. - Позволь, - скажут тебе, - ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет! - В том-то и дело, - ответишь ты, - что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт. И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому- то наша свеча и догорит до конца. Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.
Опыт 3 Свеча за бутылкой Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички Этапы проведения опыта Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на см. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды. Объяснение опыта Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом Обтекается: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.
Опыт 4 Вертящаяся змейка Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы. Этапы проведения опыта 1. Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки. 2. Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться. Объяснение опыта Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.
Опыт 5 Извержение Везувия Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода. Этапы проведения опыта В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши. В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие. Объяснение опыта Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.
Опыт 6 Пятнадцать спичек на одной Приборы и материалы: 15 спичек. Этапы проведения опыта Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола. Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички? Объяснение опыта Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку
Опыт 8 Парафиновый мотор Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички. Этапы проведения опыта Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только … свеча. 1. Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя. 2. Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить. 3. Зажечь свечу с обоих концов. Объяснение опыта Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.
Опыт 9 Свободный обмен жидкостями Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки. Этапы проведения опыта Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой. Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно. Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты. Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки. Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.
Диффузия жидкостей и газов Диффузия (от лат. diflusio - распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии» Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии. Этапы проведения эксперимента Возьмём два кусочка ватки. Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом. Приведём ветки в соприкосновение. Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.
Толстый воздух Мы живём благодаря воздуху, которым мы дышим. Если тебе не кажется это достаточно волшебным, проделай этот эксперимент, чтобы узнать, на какую ещё магию способен воздух. Реквизит Защитные очки Сосновая дощечка 0,3 х 2,5 х 60 см (можно приобрести в любом магазине пиломатериалов) Газетный лист Линейка Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Надень защитные очки. Объяви зрителям: « В мире есть два вида воздуха. Один из них – тощий, а другой – жирный. Сейчас я с помощью жирного воздуха совершу волшебство ». Положи на стол дощечку так, чтобы примерно 6 дюймов (15 см) выступало на край стола. Произнеси: « Толстый воздух садись на дощечку ». Ударь по концу дощечки, который выступает за край стола. Дощечка подпрыгнет в воздух. Скажи зрителям, что на дощечку сел должно быть тощий воздух. Опять положи дощечку на стол как в пункте 2. Положи на дощечку газетный лист, как показано на рисунке, чтобы дощечка была посередине листа. Разгладь газету, чтобы между ней и столом не осталось воздуха. Снова скажи: « Толстый воздух, садись на дощечку ». Ударь по выступающему концу ребром ладони. Результат Когда ты ударяешь по дощечке в первый раз, она подпрыгивает. Но если ударить по дощечке, на которой лежит газета, дощечка ломается. Объяснение Когда ты разглаживаешь газету, ты удаляешь из-под неё почти весь воздух. Вместе с тем большое количество воздуха сверху газеты давит на неё с большой силой. Когда ты ударяешь по дощечке, она ломается, потому что давление воздуха на газету не даёт дощечке подняться вверх в ответ на приложенную тобой силу.
Непромокаемая бумага Реквизит Бумажное полотенце Стакан Пластиковая миска или ведёрко, в которое можно налить достаточное количество воды, чтобы она полностью покрыла стакан Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям: "C помощью своего магического мастерства я смогу сделать так, чтобы кусочек бумаги остался сухим ». Сомни бумажное полотенце и положи его на дно стакана. Переверни стакан и убедись, что комок бумаги остаётся на месте. Произнеси над стаканом какие-нибудь волшебные слова, например: « магические силы, оградите бумагу от воды ». Потом медленно опусти перевёрнутый стакан в миску с водой. Старайся держать стакан как можно ровнее, пока он не скроется под водой полностью. Вытащи стакан из воды и стряхни с него воду. Переверни стакан дном книзу и достань бумагу. Дай зрителям пощупать её и убедиться, что она осталась сухой. Результат Зрители обнаруживают, что бумажное полотенце осталось сухим. Объяснение Воздух занимает определённый объём. В стакане есть воздух, в каком бы положении он не находился. Когда ты переворачиваешь стакан кверху дном и медленно опускаешь в воду, воздух остаётся в стакане. Вода из-за воздуха не может попасть в стакан. Давление воздуха оказывается больше, чем давление воды, стремящейся проникнуть внутрь стакана. Полотенце на дне стакана остаётся сухим. Если стакан под водой перевернуть набок, воздух в виде пузырьков будет выходить из него. Тогда сможет попасть в стакан.
Прилипчивый стакан Из этого эксперимента ты узнаешь, как благодаря воздуху предметы могут прилипать друг к другу. Реквизит 2 больших воздушных шарика 2 пластиковых стакана по 250 мл Помощник Подготовка Разложи всё необходимое на столе Начинаем научное волшебство! Вызови кого-нибудь из зрителей в качестве ассистента. Дай ему шарик и стаканчик, а другой шарик и стаканчик оставь себе. Пусть твой ассистент надует твой шарик примерно наполовину, и завяжет его. Теперь попроси его попытаться прилепить к шарику стаканчик. Когда он не сможет выполнить это, наступает твоя очередь. Надуй свой шарик примерно на треть. Приложи стаканчик к шарику сбоку. Удерживая стаканчик на месте, продолжай надувать шарик, пока он не будет надут по крайней мере на 2/3. Теперь отпусти стаканчик. Советы учёному волшебнику Докажи зрителям, что твой стаканчик не намазан клеем. Выпусти из шарика некоторое количество воздуха, и стаканчик отваливается. Что ещё можно сделать Попробуй одновременно прикрепить к шарику одновременно 2 стаканчика. Это потребует некоторой тренировки и помощи ассистента. Попроси его приложить к шарику два стаканчика, а потом надуй шарик, как было описано. Результат Когда ты надуешь шарик, стаканчик « прилипнет » к нему. Объяснение Когда ты прикладываешь стаканчик к шарику и надуваешь его, вокруг края стаканчика стенка шарика становится плоской. При этом объём воздуха внутри стаканчика слегка увеличивается, однако количество молекул воздуха остаётся прежним, поэтому давление воздуха внутри стаканчика уменьшается. Следовательно, атмосферное давление внутри стаканчика становится слегка меньшим, чем снаружи. Благодаря этой разницы в давлении стаканчик и удерживается на месте.
Упорная воронка Может ли воронка « отказываться » пропускать воду в бутылку? Проверь сам! Реквизит 2 воронки Две одинаковые чистые сухие пластиковые бутылки по 1 литру Пластилин Кувшин с водой Подготовка Вставь в каждую бутылку по воронке. Замажь горлышко одной из бутылок вокруг воронки пластилином,чтобы не осталось щели.Замажь горлышко одной из бутылок вокруг воронки пластилином,чтобы не осталось щели. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям: « У меня есть волшебная воронка, которая не пускает воду в бутылку »Объяви зрителям: « У меня есть волшебная воронка, которая не пускает воду в бутылку » Возьми бутылку без пластилина и налей в неё через воронку немного воды. Обясни зрителям: « Вот так ведёт себя большинство воронок ».Возьми бутылку без пластилина и налей в неё через воронку немного воды. Обясни зрителям: « Вот так ведёт себя большинство воронок ». Поставь на стол воронку с пластилином. Налей воды в воронку до верха. Посмотри, что будет. Результат Из воронки в бутылку протечёт несколько капель воды, а затем она прекратит течь совсем. Объяснение Это ещё один пример действия атмосферного давления. В первую бутылку вода течёт свободно. Вода, текущая через воронку в бутылку, замещает в ней воздух, который выходит через щели между горлышком и воронкой. В запечатанной пластилином бутылке тоже есть воздух, который обладает своим давлением. Вода в воронке тоже обладает давлением, которое возникает благодаря силе тяжести, тянущей воду вниз. Однако сила давления воздуха в бутылке превышает силу тяжести, действующую на воду. Поэтому вода не может попасть в бутылку. Если в бутылке или в пластилине будет хотя бы маленькая дырочка, воздух сможет выходить через неё. Из-за этого его давление в бутылке будет падать, и вода сможет течь в неё.
Разрушитель Как тебе уже должно быть известно из предыдущих опытов, настоящий волшебник может использовать силу давления воздуха в своих удивительных трюках. Из этого опыта ты узнаешь, как воздух может раздавить жестяную банку. Обратите внимание: для этого эксперимента понадобиться газовая или электрическая плита и помощь взрослых. Реквизит Форма для выпечки Водопроводная вода Линейка Газовая или электрическая лампа (пользоваться должен только взрослый помощник) Пустая жестяная банка Щипцы Взрослый ассистент Подготовка Налей в форму воды примерно на 2,5 см. Поставь её рядом с плитой. Налей немного воды в пустую банку от газированной воды – чтобы вода только прикрывала дно. После этого твой взрослый ассистент должен нагреть банку на плите. Вода должна сильно кипеть в течение примерно минуты, так, чтобы из банки шёл пар. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям, что сейчас ты раздавишь жестяную банку, не дотронувшись до неё. Попроси взрослого ассистента взять банку щипцами и быстро перевернуть её в форму с водой. Посмотри, что произойдёт. Советы учёному волшебнику Прежде чем твой помощник перевернёт банку, скажи какие-нибудь волшебные слова. Протяни руки над банкой и произнеси: « Жестянка, приказываю тебе расплющиться, как только тебя коснётся вода! » Что ещё можно сделать Попробуй повторить эксперимент с банкой большего размера, например, с литровой банкой из-под томатного сока. Открывая банку, сделай в крышке только небольшие отверстия. Перед проведением эксперимента вылей из банки содержимое и вымой её, но не открывай крышку полностью. Так же легко окажется раздавить такую банку, как банку из-под газировки? Результат Когда твой ассистент опустит перевёрнутую банку в форму с водой, банка тут же сплющится. Объяснение Банка сминается из-за изменения давления воздуха. Ты создаёшь внутри неё низкое давление, а затем более высоким давлением её сминает. В ненагретой банке содержится вода и воздух. Когда вода вскипает, она испаряется – превращается из жидкости в горячий водяной пар. Горячий пар замещает в банке воздух. Когда твой ассистент опускает перевёрнутую банку, воздух не может снова вернуться в неё. Холодная вода в форме охлаждает пар, оставшийся в банке. Он конденсируется-превращается из газа обратно в воду. Пар который занимал весь объём банки, превращается всего в несколько капель воды, которая занимает существенно меньше места, чем пар. В банке остаётся большое пустое пространство, практически не заполненное воздухом, поэтому давление там оказывается гораздо ниже, чем атмосферное давление снаружи. Воздух давит на банку снаружи, и она сминается.
Летающий мячик Видел ли ты, как на выступлении фокусника человек поднимается в воздух? Попробуй провести подобный эксперимент. Обрати внимание: Для этого эксперимента понадобиться фен и помощь взрослых. Реквизит Фен (пользоваться должен только взрослый помощник) 2 толстые книги или другие тяжёлые предметы Мячик для пинг-понга Линейка Взрослый ассистент Подготовка Установи фен на столе вверх отверстием, откуда дует горячий воздух. Чтобы установить его в таком положении, используй книги. Проверь, чтобы они не закрывали отверстие сбоку, где воздух засасывается в фен. Включи фен в розетку. Начинаем научное волшебство! Попроси кого-нибудь из взрослых зрителей стать твоим ассистентом. Объяви зрителям: « Сейчас я заставлю обыкновенный пинг-понговый шарик летать по воздуху ». Возьми шарик в руку и отпусти, чтобы он упал на стол. Скажи зрителям: « Ой! Я забыл сказать волшебные слова! » Произнеси над мячиком волшебные слова. Пусть твой ассистент включит фен на полную мощность. Аккуратно помести шарик над феном в струю воздуха, примерно в 45 см от выдувающего отверстия. Советы учёному волшебнику В зависимости от силы выдува, тебе, возможно, придётся поместить шарик немного выше или ниже, чем указано. Что ещё можно сделать Попробуй проделать тоже самое с мячиком разного размера и массы. Одинаково ли хорошо будет получаться опыт? Результат Шарик зависнет в воздухе над феном. Объяснение На самом деле этот трюк не противоречит силе тяжести. В нём демонстрируется важная способность воздуха, называемая принципом Бернулли. Принцип Бернулли – закон природы, согласно которому любое давление любого текучего вещества, в том числе воздуха, уменьшается с ростом скорости его движения. Иначе говоря при низкой скорости потока воздуха он имеет высокое давление. Воздух, выходящий из фена, движется очень быстро и следовательно его давление невелико. Мячик со всех сторон становится окружён областью низкого давления, которая образует конус у отверстия фена. Воздух вокруг этого конуса обладает более высоким давлением, и не даёт мячику выпасть из зоны низкого давления. Сила тяжести тянет его вниз, а сила воздуха тянет его вверх. Благодаря совместному действию этих сил, шарик и зависает в воздухе над феном.
Волшебный мотор В этом эксперименте ты сможешь заставить лист бумаги работать, как мотор – конечно, с помощью воздуха. Реквизит Клей Квадратный кусок дерева 2,5 х 2,5 см Швейная иголка Бумажный квадрат 7, 5 х 7,5 см Подготовка Нанеси каплю клея в центре деревяшки. Установи в клей иголку острым концом вверх, под прямым углом (перпендикулярно) к деревяшке. Держи её в таком положении, пока клей не застынет настолько, что иголка будет стоять самостоятельно. Сложи бумажный квадрат по диагонали (угол к углу). Разверни, и сложи по другой диагонали. Снова разверни бумагу. Там, где пересекаются линии сгиба, находится центр листа. Лист бумаги должен выглядеть как низкая, уплощённая пирамида. Начинаем научное волшебство! Объяви зрителям: « Теперь у меня есть волшебная сила, которая поможет мне запустить маленький бумажный моторчик ». Поставь на стол деревяшку с иголкой. Положи на иголку бумагу, так, чтобы её центр оказался на острие иголки. 4 стороны пирамиды должны свисать вниз. Произнеси волшебные слова, например: « Волшебная энергия, заведи мой мотор! » Потри ладони 5-10 раз, потом сложи их вокруг пирамиды на расстоянии около 2,5 см от краёв бумаги. Посмотри, что получиться. Результат Бумага сначала будет качаться, а затем начнёт вращаться по кругу. Объяснение Веришь или нет, но бумагу заставит двигаться тепло от твоих рук. Когда ты трёшь ладони друг о друга, между ними возникает трение – сила, которая тормозит движение соприкасающихся предметов. Из-за трения предметы разогреваются, значит, и трение твоих ладоней производит тепло. Тёплый воздух всегда движется от тёплого места к холодному. Воздух, соприкасающийся с твоими ладонями, нагревается. Тёплый воздух поднимается вверх, так как расширяется и становится мене плотным, следовательно, более лёгким. Двигаясь, воздух соприкасается с бумажной пирамидой, заставляя двигаться и её. Такое перемещение тёплого и холодного воздуха называется конвекцией. Конвекция – это такой процесс, при котором в жидкости или газе возникают потоки тепла.
